Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

5. Trends in der Elektrifizierung des Antriebsstrangs von Fahrzeugen und deren Nutzung
mehrstufigen Getrieben bevorzugt. Das günstige Lieferkennfeld der elektrischen Maschine,
mit einem weiten Bereich konstanter Leistung ermöglicht die Verwendung einer einstufigen
Drehmoment-Drehzahl-Wandlung. Auch in Bezug auf den mittleren E-Maschinen-Wirkungsgrad
sind die Verbrauchseinsparpotenziale durch mehrere Stufen vergleichsweise gering,
weil die Elektrische Maschine in weiten Bereichen mit hohen Wirkungsgraden arbeitet. Selbiges
gilt für den REEV ohne mechanische Verbindung zur Straße.
Im Falle des PHEV hingegen sind die Anforderungen, die an das Getriebe und insbesondere
die Getriebesteuerung gestellt werden, besonders hoch. Beim Parallelhybridkonzept muss
unter Berücksichtigung der Charakteristiken von Elektro- und Verbrennungsmotor zu jeder
Zeit in den Gang geschaltet werden, der dem Fahrerwunsch entsprechend das richtige Moment
zur Verfügung stellt und dabei die Energiewandler im verbrauchsgünstigen Bereich
hält. Hierfür eignen sich automatisierte Schaltgetriebe wie das ASG (Automatisiertes Schaltgetriebe)
oder das DSG (Doppelkupplungsgetriebe – schaltet ohne Zugkraftunterbrechung),
deren elektronische Steuerungen durch die zahlreichen Hybridfunktionen an Komplexität
zugewinnen. Im Falle leistungsverzweigter Hybridantriebe – wie dem Hybrid Synergy Drive
(umgesetzt im Toyota Prius Plug-In) – wird oft auf Planetengetriebe zurückgegriffen. Hier ist
ein optimales Zusammenspiel der beiden elektrischen Maschinen und des Verbrennungsmotors
von entscheidender Bedeutung für die Effizienz des Fahrzeugs.
Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs wirkt sich ebenfalls direkt auf die Anforderungen an
den Verbrennungsmotor aus. Während im rein verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeug
der Verbrennungsmotor vor allem hinsichtlich seiner Dynamik ausgelegt wird (z.B. Einsatz
eines Schaltsaugrohrs), kann in elektrifizierten Antrieben ein Großteil der Dynamik von
der elektrischen Maschine übernommen werden. So kann der Verbrennungsmotor für PHEV
und REEV deutlich anders ausgelegt werden als für einen konventionellen Antrieb. Die Fähigkeit
zu schnellen Lastwechseln muss nicht denselben Ansprüchen genügen, die Ladungswechselorgane
können vereinfacht und die Höchstdrehzahl vermindert werden. Im
Ergebnis kann ein solcher Motor leichter, bezogen auf den hauptsächlich genutzten Betriebsbereich
effizienter, abgasseitig und akustisch günstiger gestaltet werden. Damit verbunden
sind auch Kostensenkungspotenziale. Besonders deutlich wird dies an Verbrennungsmotoren
für Range Extender-Module. Hier wird die gesamte Dynamik durch die elektrische
Maschine umgesetzt,, wodurch der Verbrennungsmotor auf quasistationären Betrieb
ausgelegt werden kann. In dieser Art des Elektrofahrzeugs wird großer Wert auf Package
und NVH gelegt, weshalb auch wieder Rotationskolbenmotoren ins Gespräch kommen. Die
folgende Tabelle 5 gibt einen Überblick über mögliche Ausführungsformen des Range Extenders.
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